學生創新實踐能力培養的單片機教學方法的改革論文
單片機從問世以來，對于人類的生活和社會的進步起到了巨大的推動作用。單片機的飛速發展也在越來越多地促進人類文明的進步。對于當今接受工科高等教育的人群來說，掌握單片機的實用技能，更好地利用單片機帶來的優勢;掌握單片機的開發技能，更好地設計實用產品;掌握單片機系統的維修維護技能，更好地發揮單片機的作用，都是必要的。
目前，單片機被廣泛地應用于生產、生活的各個領域，在控制系統、測試系統上發揮著作用。如機床設備上的電子控制，能夠使勞動生產率提高并保證產品質量;汽車電子控制系統和電控技術的完善，也在促進汽車的智能化、舒適化的發展;家電產品中的電控系統更是不可或缺的，為人類生活質量的提升提供了高效快捷的方法。
單片機課程是電子技術專業學生必修的一門重要專業基礎主干課程，也是一門理論與實際密切結合的課程;是學生必修的一門重要專業基礎主干課，也是一門理論與實際密切結合的課程，同時還是學生進行完整的智能電子產品開發必修的課程之一。學生對該課程內容掌握的程度直接影響其專業課程的學習和專業技能的提高，對于人才素質的培養起著舉足輕重的作用，因此，對于單片機課程在工科專業的設置是必要的;另外，對于單片機知識的了解、學習、掌握也都是必要的。這就對于單片機教學如何順利地開展，教師教學能力的提高，學生學習程度的深化，提出了更高的要求。本文正是在實踐教學經驗的基礎上，總結了近年來單片機教學的問題和弊端，在與時俱進的思想引導下，提出了基于學生創新實踐能力培養的單片機教學方法的改革思路。
一、單片機教學中存在的問題分析
2010 年，教育部基于國務院《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(201—2010 年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010—2020 年)》的相關內容，提出了卓越工程師培養計劃。該計劃的主要目標是：面向工業界、面向未來、面向世界，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源基礎，增強我國的核心競爭力和綜合國力。
筆者依據十余年的單片機教學經驗，總結了單片機教學中存在的問題，目的是根據存在的普遍問題找到解決方法，更好地促進單片機教學。
1.傳統的書本知識講解方式。現在仍然在單片機的教學中存在單純的書本知識教授的實例。教師在課堂教學中，按部就班，照本宣科地把書本知識灌輸給學生。這種方法對于學生興趣的培養不利，單片機課程本身就是枯燥難懂的理論知識，這種講述方式不可能給學生以直接的'刺激以激發學生的學習興趣。有文獻指出單片機課程具有如下特點：實踐性強，課程本身對學生的理論基礎要求不是很高，它側重于具體技術在工程中的應用。但是這種認知也是有局限的，基礎和理論知識必不可少，只是把精力完全放在理論知識的教授與學習上，對于單片機的掌握是遠遠不夠的。
2.單片機知識的孤立講解，與前續知識的銜接困難。單片機技術是與數字電子、模擬電子、計算機基礎等理論知識密切相關的學科，孤立的講解一定是不見成效的，如何使前續知識可以融合于后續的單片機學習也是教學環節必須注意的問題。
3.學生學習興趣難以保證，課堂教學質量難以保證。基于以上的教學現狀，學生的學習狀態可想而知，完全是晦澀的知識傳授，學生不知道學到什么程度，怎么學以致用，導致學生的學習主動性不高，很多學生對單片機的學習是知難而退，提不起興趣，干脆放棄。
4.單片機的實驗環節設置不足。幾個學時的實驗環節，基本上只能滿足演示實驗的時間要求，因此，學生的實際動手能力培養流于形式。
5.現有考核形式的弊端，以試卷的形式考核單片機知識的掌握無疑是不恰當的。這種考核形式也是與采用傳統的教學方法的弊病之一，對于學生的考核還停留在對于知識點的記憶上，而忽視了單片機教學是要學以致用的宗旨。
二、單片機教學方法改革的系統化措施
注重能力培養無疑是單片機教學的重中之重，單片機課程在所有的工科專業課程中是最容易與實踐結合的一門課程，對于學生自主學習能力的培養，創新思維的鍛煉，實踐能力的拓展都具有積極的意義。關于單片機教學的幾點改革意見可以概括為：
1.從課程導入環節入手，設置實物展示與學生制作的產品展示環節，形象直觀地告訴學生，通過單片機課程的學習，能學到什么，通過學習可以做什么。激發了學生的學習興趣，學生才有可能在學習碰到困難時，正視困難，不逃避，不半途而廢。這節導入課，對于單片機這門比較特殊的課程來說，是關鍵，是必不可少的環節。
2.克服傳統教學的弊端，做到知識講授與掌握程度的最大化。這就要求對課堂的教學時間的有效利用，教師對于教授內容的合理設計，有效地利用教學視頻，與應用仿真軟件的有效結合，豐富學習的手段，取得高效的學習收獲。
3. 學生自主學習能力培養的必要性。單片機的實際應用特征決定，對于單片機的學習不能單純局限于對課堂時間的利用，課下的消化理解，實踐動手，都是必不可少的環節。學生要有效地利用網絡學習資源，對于疑難問題尋根溯源，對于相關軟件進行學習與操作，對于單片機開發系統進行實際操作，這樣才能真正地學好單片機，用好單片機。
4.依靠開展學習興趣小組，以團隊學習的形式，鞏固課堂知識。僅憑學生吃大鍋飯喝大鍋粥，使所有學生都能夠在單片機學習中得到好成績是不現實的，特別是對于非計算機電子專業的學生而言。依靠學生的興趣選擇，成立針對不同目標的學習興趣小組，劃分的依據可以是以對于課程掌握要求一類，做實際的不同產品設計一類。團隊學習的形式可以實現優勢互補，取長弊短，促進共同學習，小組之間也可以以實際的產品開發等成果進行交流，進而帶動其他學生的學習積極性。
5.對于單片機學習的教學政策支持，也是尤為關鍵的。對于電子控制技術發展在社會生活各個環節的普及，使得單片機越來越重要，工科院校的各類專業不僅要開設單片機課程作為專業必修課，更要在實驗條件、師資上給予重視和支持，老師教得好，有方法，可以更好地引導學生。實驗條件和配套設施的購置和使用，使學生的動手能力得到鍛煉。學校的學生創新項目的立項和資助上也應該向單片機控制方向的課題傾斜，讓學生有更多的機會實現自己的創新思維，把idea 轉化為產品。鼓勵學生積極參加和參與各類各項的單片機方面的比賽，提升學生的實踐能力和動手能力將不再是紙上談兵。
三、單片機的有效學習法總結
對于有效的單片機學習方法進行總結，具體的學習過程按照理論學習→入門→能力訓練→創新與實踐→產品開發與設計→產品成果的過程進行，其中理論學習與能力訓練作為基礎環節，兩者相輔相成，在同步的學習中，找到單片機的學習技巧，培養技能，從編程軟件的運用，硬件設計的環節獲得能力提升。但是，單片機的學習不會只局限于理論學習能力和虛擬軟件的應用能力，就連單片機開發板也只能作為學習單片機的工具。對于產品的開發設計環節要求學生首先有一個創新思想的切入點，對于某個產品進行實際的設計理念，從硬件設計，到硬件系統的合理搭建，再進行相關的軟件編程。而實現產品的功能，最終，進行性能的可靠性調試，完成了單片機產品的設計。設計的產品成果可以充分體現學生的學習能力，學生的創新性思維，學生的實踐能力。
近幾年的教學實踐證明了從教學方法進行改革和采用系統化的學習方法可以有效地促進學生對于單片機學習效率的提高。學生的實際產品成果，包括了汽車電動窗簾、藥丸分裝機、菌袋打孔機、自動裝卸系統設計等。這些成果也充分證實了單片機的教學方法和學習方法的有效性，可以提高學生的學習能力，發揮學生的創新能力和實踐能力，使得學生更早地接觸產品設計，促進了能力培養。
四、結論
對于單片機課程的掌握和良好運用無疑是一項巨大的工程，無論從教學方面而言，還是對學生的個體而言，學生的創新能力和實踐能力的培養都被蘊含在具體的產品設計與開發中。對于當代大學生實現知識體系的完善化、系統化，通過單片機課程的學習和單片機控制產品的開發，無疑是一個好的切入點和有效手段。因此，今后工科學校的學生和教師不妨從單片機的學習入手，突破大學生實踐創新能力培養的瓶頸。
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